在地球形成的最初几十亿年里,大气层主要由氮气(约占70%以上)和二氧化碳组成,基本是大气联盟前5的存在统治着地球。由于火山活动频繁,二氧化碳和水蒸气等温室气体大量释放到大气中,这些气体也在初期地球的温暖气候中起到了重要作用。在生物氮循环中,氮气作为大气层的基石与核心,提供了植物和微生物进行生物固氮的源泉。
当时的大气联盟中缺乏氧气,生命形式主要是厌氧生物,而氧气的出现是地球大气历史演化中的一个重大转折点。
大约35亿年前,蓝藻开始在地球上出现进行光合作用。光合作用是一种将光能转化为化学能的过程,蓝藻通过大气联盟物质的交易,把所利用的无机物(二氧化碳)中的氧当作废物排出来,使地球上第一次有了游离联盟自由态的氧气,但也有人说氧气是蓝藻利用太阳光将水(H₂O)和二氧化碳(CO₂)转化为葡萄糖(C₆H₁₂O₆)并释放出氧气(O₂)作为所谓的副产品,这也间接为未来氧气(O₂)稳坐大气中的副Goat位置这一学说奠定了基础。
6CO2+6H2O+light energy→C6H12O6+6O2
随着氧气一年又一年的努力,却始终无法在大气联盟立足或登顶,在氧气所处地球大气历史演进生涯的第7亿年,也就是大约20多亿年前,氧气最终做出了一个艰难的决定,决定将天赋带到大气层。
随着氧气的加入,大气变得活跃起来,一开始它并没有完全取代氮气的位置,而是与氮气保持了一种稳定的共存关系。当时大气中经常出现氮氧连线的奇妙化学反应,例如,在高温条件下(如雷电活动中),氧气和氮气会反应生成氮氧化物(NOx),但这些反应并不足以让氮气完全消失。
在这一时期,这类游离态的氧气有一个特点--喜欢和其他物质抱团立即产生反应形成氧化物(或含氧的盐类),随即发生了重要的历史事件--“大氧化事件”(Great Oxidation Event,GOE)。事件最初,氧气的释放量并没有足够的积累,因为它被海洋中的单核冠军铁元素给消耗掉了,但随着氧气有意配合物质的氧化,氮气作为大气层的老大哥都看在眼里,发挥了它惰性气体的特性,在大气中长期保持稳定的高浓度的同时,并没有排斥氧气的崛起,让出大气中的占比空间使得氧气开始在大气中迅速积累。后来民间有学者也称这一事件叫“氧化释兵权”
随着氧气在大气中的积累,它不仅自己成为了大气的重要成分,还催生了臭氧层(O₃)的形成。紫外线辐射使得部分氧气(O₂)分解为单个氧原子(O),这些氧原子与其他氧分子结合形成臭氧(O₃)。臭氧层的形成为地球表面的生命提供了保护,也正是氧的王者地位的体现。从另一个角度来看,臭氧在大气中的作用就好比国王“至高无上”的权力,臭氧浓度的减少(例如臭氧层空洞的出现)会导致紫外线的增加,从而直接影响地球上的生态平衡。然而,臭氧的“王权”并非永恒的,它是非常不稳定的。臭氧分子非常容易在紫外线的照射下分解,形成氧气和氧原子,或者被氯氟烃(CFCs)等化学物质破坏,这就是臭氧层空洞的成因。因此,尽管臭氧在保护地球生命中具有至关重要的作用,但它的实力似乎有所夸大,需要在自然生态平衡的关键时刻,将压力传给人类(例如通过科技手段实现自然循环和或减少人为生态破坏),借人类之手来维持其健康。
直到如今,提到大气层,似乎大家都认为觉得氧才是大气层三巨头中的大当家,人类有氧气才能活,氮不氮气无所谓,CO2不2无所谓。人们呼吸着空气中的氧气,仿佛听到氧气在向曾今孕育它的蓝藻喊道:this is for you。
在地球形成的最初几十亿年里,大气层主要由氮气(约占70%以上)和二氧化碳组成,基本是大气联盟前5的存在统治着地球。由于火山活动频繁,二氧化碳和水蒸气等温室气体大量释放到大气中,这些气体也在初期地球的温暖气候中起到了重要作用。在生物氮循环中,氮气作为大气层的基石与核心,提供了植物和微生物进行生物固氮的源泉。
当时的大气联盟中缺乏氧气,生命形式主要是厌氧生物,而氧气的出现是地球大气历史演化中的一个重大转折点。
大约35亿年前,蓝藻开始在地球上出现进行光合作用。光合作用是一种将光能转化为化学能的过程,蓝藻通过大气联盟物质的交易,把所利用的无机物(二氧化碳)中的氧当作废物排出来,使地球上第一次有了游离联盟自由态的氧气,但也有人说氧气是蓝藻利用太阳光将水(H₂O)和二氧化碳(CO₂)转化为葡萄糖(C₆H₁₂O₆)并释放出氧气(O₂)作为所谓的副产品,这也间接为未来氧气(O₂)稳坐大气中的副Goat位置这一学说奠定了基础。
6CO2+6H2O+light energy→C6H12O6+6O2
随着氧气一年又一年的努力,却始终无法在大气联盟立足或登顶,在氧气所处地球大气历史演进生涯的第7亿年,也就是大约20多亿年前,氧气最终做出了一个艰难的决定,决定将天赋带到大气层。
随着氧气的加入,大气变得活跃起来,一开始它并没有完全取代氮气的位置,而是与氮气保持了一种稳定的共存关系。当时大气中经常出现氮氧连线的奇妙化学反应,例如,在高温条件下(如雷电活动中),氧气和氮气会反应生成氮氧化物(NOx),但这些反应并不足以让氮气完全消失。
在这一时期,这类游离态的氧气有一个特点--喜欢和其他物质抱团立即产生反应形成氧化物(或含氧的盐类),随即发生了重要的历史事件--“大氧化事件”(Great Oxidation Event,GOE)。事件最初,氧气的释放量并没有足够的积累,因为它被海洋中的单核冠军铁元素给消耗掉了,但随着氧气有意配合物质的氧化,氮气作为大气层的老大哥都看在眼里,发挥了它惰性气体的特性,在大气中长期保持稳定的高浓度的同时,并没有排斥氧气的崛起,让出大气中的占比空间使得氧气开始在大气中迅速积累。后来民间有学者也称这一事件叫“氧化释兵权”
随着氧气在大气中的积累,它不仅自己成为了大气的重要成分,还催生了臭氧层(O₃)的形成。紫外线辐射使得部分氧气(O₂)分解为单个氧原子(O),这些氧原子与其他氧分子结合形成臭氧(O₃)。臭氧层的形成为地球表面的生命提供了保护,也正是氧的王者地位的体现。从另一个角度来看,臭氧在大气中的作用就好比国王“至高无上”的权力,臭氧浓度的减少(例如臭氧层空洞的出现)会导致紫外线的增加,从而直接影响地球上的生态平衡。然而,臭氧的“王权”并非永恒的,它是非常不稳定的。臭氧分子非常容易在紫外线的照射下分解,形成氧气和氧原子,或者被氯氟烃(CFCs)等化学物质破坏,这就是臭氧层空洞的成因。因此,尽管臭氧在保护地球生命中具有至关重要的作用,但它的实力似乎有所夸大,需要在自然生态平衡的关键时刻,将压力传给人类(例如通过科技手段实现自然循环和或减少人为生态破坏),借人类之手来维持其健康。
直到如今,提到大气层,似乎大家都认为觉得氧才是大气层三巨头中的大当家,人类有氧气才能活,氮不氮气无所谓,CO2不2无所谓。人们呼吸着空气中的氧气,仿佛听到氧气在向曾今孕育它的蓝藻喊道:this is for you。